雖然人造髖關節(jié)可讓許多人保持移動，但其作用會在一段時間后消失，通常需要更換手術。但是，由于阿肯色大學正在進行的研究，對此類手術的需求很快就會減少。人造髖關節(jié)的安裝涉及使用合金假體來替代股骨頭以及髖臼。

通常，在自然髖關節(jié)中，股骨頭以及髖臼之間的界面通過由髖關節(jié)軟骨產生和釋放的粘性滑膜液保持潤滑。當更換髖關節(jié)時，軟骨被移除。雖然身體仍然產生一些滑液，但保持合金假體充分潤滑并不總是足夠的。由此產生的表面磨損可能會引發(fā)身體的自身免疫反應，這會松動假體和鄰近骨頭之間的結合，導致人造髖關節(jié)失效。

在與博士后研究人員Dipankar Choudhury合作的過程中，鄒敏（音譯）教授決定用表面不夠光滑的人造髖關節(jié)進行實驗。他們使用皮秒激光器，它們被一系列正方形、三角形或橢圓形的微小凹坑覆蓋。這是為了復制天然軟骨的凹坑表面結構。

具有凹坑的人造髖關節(jié)隨后在一個平臺上進行測試，使它們像鐘擺一樣來回擺動，以復制腿部運動。隨后研究人員加入牛血清和水的混合物模擬滑液。一旦“股骨頭”擺動并且流體已經形成潤滑膜，發(fā)現具有正方形和三角形凹坑的“股骨頭”產生的膜比光滑“股骨頭”產生的膜厚3.5倍。另外，正方形凹坑在不到一秒的時間內就形成了膜。

“另外，在具有方形凹坑陣列的實驗后假體上幾乎沒有出現任何劃痕，并且在具有三角形凹坑陣列的假體上僅發(fā)現了一些劃痕，”鄒敏表示。“我們認為具有方形凹陷的假體可能成為耐用、更持久的人造髖關節(jié)的潛在解決方案。”

關于這項研究的論文最近發(fā)表在《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》雜志上。